图书简介:
第一章 大学物理实验基础知识 1
第一节 物理学与人类文明的关系 1
第二节 大学物理实验课程的任务和要求 4
第三节 新工科大学物理实验课程的建设 13
第四节 测量与误差 20
第五节 直接测量随机误差的估算 27
第六节 仪器误差 31
第七节 直接测量结果的不确定度评定 35
第八节 不确定度的微小分量判据及异常值剔除 44
第九节 间接测量结果的不确定度合成 47
第十节 实验测量方法与误差理论 52
第十一节 有效数字 57
第十二节 数据处理的常用方法 62
第十三节 Excel在大学物理实验中的应用 71
第二章 实验基本仪器与预习系统概述 74
第一节 力学、热学常用测量仪器 74
第二节 电磁学常用测量仪器 78
第三节 光学基本仪器及常用光源 85
第四节 物理实验预习自动判卷系统 91
第五节 大学物理仿真实验 105
第三章 磁悬浮动力学实验 107
第一节 实验1 磁悬浮动力学基础实验 107
第二节 实验2 碰撞设计性实验 120
第三节 DHSY型磁悬浮动力学实验仪 124
第四章 动力学综合设计性实验 129
第一节 实验3 单摆的基础实验 129
第二节 实验4 单摆研究性实验 133
第三节 实验5 单摆的非线性设计性实验 151
第四节 实验6 用三线摆测量刚体的转动惯量 154
第五章 常用电子仪器的使用 165
第一节 指针式万用表的使用 166
第二节 数字式万用表的使用 178
第三节 万用表的使用技巧 188
第四节 实验8 示波器的基本使用 191
第五节 SDS102DL鼎阳数字示波器基本使用 195
第六节 实验8 基本电学仪器的使用 219
第六章 测电阻实验 231
第一节 实验9 伏安法测电阻实验 231
第二节 实验10 直流电桥测电阻实验 237
第三节 实验11 用伏安法测低值电阻设计性实验 256
第七章 电磁学基础与综合性实验 258
第一节 静电场与稳恒电流场 258
第二节 实验12 静电场的模拟测绘 263
第三节 实验13 电位差计测电动势 279
第四节 DH4512型霍尔效应组合实验仪使用说明 290
第五节 实验14 霍尔效应法测量螺线管磁场 297
第八章 电路基础与设计性实验 306
第一节 实验15 电路元件伏安特性的测绘及电源外特性的测量 309
第二节 实验16 RLC电路特性的研究 316
第三节 实验17 二极管伏安特性曲线的描绘 325
第四节 实验18 稳压二极管的反向伏安特性 329
第五节 实验19 整流、滤波和稳压电路实验 331
第六节 实验20 电表的组装与调试 341
第七节 实验21 电表的扩程与校准实验 345
第八节 实验22 电路混沌效应 350
附录8-A 物理设计性实验装置及其配备 356
第九章 数字万用表的改装与设计 358
第一节 数字万用表的设计原理 358
第二节 实验23 数字万用表的改装与校准实验 366
第三节 实验24 数字万用表的设计实验 385
第十章 振动与波动基础及研究性实验 391
第一节 实验25 弦振动基础实验 391
第二节 实验26 弦振动研究性实验 395
第十一章 光学基础与综合性实验 402
第一节 实验27 分光计的调整与使用 403
第二节 实验28 光栅衍射实验 410
第三节 实验29 光学衍射综合性实验 413
第四节 实验30 偏振光的观察与研究 419
第五节 实验31 透镜焦距测量的设计性实验 422
第六节 实验32 夫琅和费圆孔衍射 425
第七节 实验33 迈克尔逊干涉仪的调整与应用 427
第八节 实验34 用牛顿环装置测量平凸镜的曲率半径 434
第十二章 热学综合与设计性实验 440
第一节 温度传感器及DH-SJ5实验装置 440
第二节 实验35 冷却法测量金属的比热容 446
第三节 实验36 固体的线热膨胀系数的测量 450
附录12-A 固体的线膨胀系数表和千分表的使用 452
附录12-B 智能双数显温度控制仪使用说明 454
第四节 实验37 温度传感器设计性实验 456
第五节 实验38 热电偶温差电动势测量与研究 461
第六节 实验39 PN结正向压降与温度关系的研究和应用 463
第七节 实验40 集成温度传感器设计性实验 466
附录12-C 铜电阻Cu50的电阻-温度特性 470
附录12-D 铂电阻Pt100分度表(ITS-90) 471
附录12-E 铜-康铜热电偶分度表 471
附录 常用物理数表 473
参考文献 478
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2013年8月在深圳召开的第七届高校教育发展高峰论坛上发布的《行业发展报告和人才需求发展报告》表明:理工科本科优秀人才毕业三年后认为最重要的三项工作能力依次为有效的口头沟通,积极学习,理科—理解他人、工科—学习方法;企业对新入职大学生员工的评价是工作不踏实、稳定性较差,缺乏敬业精神,很少积极主动地去解决工作中出现的各种问题,动手能力欠缺,不知道如何将理论应用到实际工作中,或者只会动口不会动手;企业对应届生技能素质期望是具备一定专业技能,能处理实际问题,拥有良好服务意识,具备一定创新能力;企业对应届生能力素养期望是有效的口头沟通,具有持续学习能力,灵活的学习方法,工作具有稳定性。企业心声:高校不但在技术及专业知识上要加强,在学生综合素质、学生的实际岗位动手能力锻炼上也要贴合行业需求。
“大学物理实验”是一门独立设置的必修课,基于以上报告摘要,这几年编者在教学改革中一直致力于如何在应用型专业的大学物理实验教学中,尽可能用有限的学时培养学生基本的科学素养和实验素质,训练学生的实验技能,提高学生的动手能力和自我学习的能力,实现理工科专业人才培养的目标,输送契合行业发展的工程技术人才。
新建应用型本科院校面临三种转型任务:“专科型”、“学术型”向“本科型”转变;在“高职高专型”与“综合性理科型”之间寻找向“应用型”发展;“传统教育型”向“互联网+教育”的发展。这三种叠加的转型发展现状迫切需要对原有专业课程体系进行改革与重组,重构专业课程体系。在新工科建设的讨论中,课程重构是新建地方本科高校转型发展着陆生根的重要途径已经成为共识,达到高等教育教学目标最终都聚焦于课程,因此新工科的大学物理实验室建设和大学物理课程改革应适应这种要求,以应用能力培养为核心重构实验课程内容和实验教学过程,使应用型工科教育思想和办学理念得以落实、落细、落小。
实验教学需要理论和实验的长期积淀。本书主编从事大学物理教学实践30多年,近十年不仅承担电子信息类专业课程的教学任务,还负责和参与了多个应用型本科学科专业的建设工作,在此衷心感谢给予编者在教育教学工作中以帮助的所有领导和同事。
全书共分十二章,前两章为基础知识与理论,后十章按照实验教学程序以实验项目为核心编写而成。其中数据分析与不确定度评定基础知识整套采用清华大学朱鹤年教授的理论,感谢朱教授不辞辛苦多年开班讲习“新概念物理实验测量”课程。
成都工业学院大学物理实验室的建设,得到了原教育部实验教学指导委员会副主任、中国科学技术大学霍剑青教授和原华中科技大学李元杰教授的指导和帮助,同时也借鉴了重庆科技学院大学物理实验教学中心和南方科技大学物理实验教学中心的经验,更得到了成都工业学院电子工程学院院长李可为先生的大力支持,在此表示衷心感谢。
实验教学是一项集体事业。编者有幸带领一个以年轻博士为主的团队,本书凝聚着团队的智慧和劳动结晶。根据五年应用型本科教学实践,经过多次调整和修订而形成本书。其中,刘俊伯博士编撰了实验2、6、25、26、34的初稿,李丹博士编撰了实验8、9、28的初稿,鲜承伟老师编撰了实验4、13、14的初稿。周波博士审核第八章,潘雪博士审核第十二章,鲜承伟老师审核了部分光学实验。其余部分由黄立平编写并执笔统稿,刘俊伯、李丹博士负责再审校对。
应用型本科大学物理实验教学改革刚刚起步,任重道远。新工科的教育教学理论和实践有待进一步研究,限于编者水平,书中肯定有不少观点有待商榷,有待检验,不妥之处,恳请读者和同行批评指正,以便改进和提高。
黄立平
2017年10月
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